Τα πλεονεκτήματα και οι προοπτικές της ασύρματης φόρτισης που υπόσχεται να απαλλάξει τους κατόχους ηλεκτρικών αυτοκινήτων από το άγχος της αυτονομίας.

Ένας ιδιότυπος αγώνας επικράτησης τεχνολογιών είναι σε εξέλιξη καθώς ο ολοένα μεγαλύτερος αριθμός ηλεκτροκίνητων οχημάτων κάθε κατηγορίας απαιτεί αντίστοιχο ρυθμό ανάπτυξης των υποδομών που θα τα εξυπηρετήσουν.

Μία ιδέα που… κερδίζει έδαφος αφορά την ανέπαφη, επαγωγική φόρτιση των οχημάτων. Ειδικές διατάξεις κάτω από το οδόστρωμα δημιουργούν μαγνητικό πεδίο από ηλεκτρικό ρεύμα και αντίστοιχες συσκευές στα οχήματα το μετατρέπουν σε ρεύμα ξανά για να φορτίσουν τις μπαταρίες.

Οι υποστηρικτές της ιδέας υπόσχονται μόνο πλεονεκτήματα.

Τα πλεονεκτήματα

Για τους οδηγούς το άγχος της αυτονομίας και ο χαμένος χρόνος στην αναμονή και στάση για φόρτιση μειώνονται, για τις τοπικές αρχές ο σωστός σχεδιασμός των θέσεων ή των διαδρόμων φόρτισης θα αποσυμφορήσει τις (λίγες, ακόμη) υφιστάμενες εγκαταστάσεις από τον ολοένα και μεγαλύτερο φόρτο. Ο ανταγωνισμός των κατασκευαστών αναμένεται να καταστήσει προσιτή την εγκατάσταση πρακτικά οπουδήποτε υπάρχει δρόμος ή θέση σταθμευσης.

Ξεκινώντας από τις επαγγελματικές ή κοινής ωφέλειας χρήσεις των δρόμων από ηλεκτροκίνητα οχήματα οι δρόμοι και οι θέσεις με ασύρματη φόρτιση θα προσφέρουν σημαντικά, άμεσα και πρακτικά πλεονεκτήματα μειώνοντας τους χρόνους παραμονής – φόρτισης στους τερματικούς σταθμούς, αυξάνοντας την ημερήσια ή ανά βάρδια οδηγού διαθεσιμότητα και χιλιομετρική αυτονομία ανεξάρτητα από το μεταφερόμενο φορτίο και τις κυκλοφοριακές συνθήκες καθιστώντας τα τρόπον τινά αεικίνητα.

Σε βαθύτερη ανάλυση η τεχνολογία αυτή θα επιτρέψει στις αυτοκινητοβιομηχανίες να σχεδιάσουν αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα με μικρότερες και ελαφρύτερες συστοιχίες μπαταριών μειώνοντας με αυτό τον τρόπο αυτό και την κατανάλωση αλλά και το κόστος αγοράς και συντήρησης.

Ενδεχομένως σε μεγαλύτερη κλίμακα ή σε κλειστά οδικά δίκτυα (όπως λιμάνια, αεροδρόμια, τοπικά ΜΜΜ) τα συγκεκριμένα οχήματα να μπορούν να κινηθούν σε καθορισμένη διαδρομή σαν ασύρματα τρόλεϊ.

Ο συνδυασμός φόρτισης με την εξέλιξη της Αυτόνομης Οδήγησης κάνει την ημέρα των κυριολεκτικά αυτόνομων – αυτοκινούμενων μέσων να μην φαίνεται τόσο μακρινή. 

Κόστος και οφέλη

Οι μελέτες και οι δοκιμές που πραγματοποιούνται ανά τον κόσμο αναμένεται να καθορίσουν τα μη- δημοσιοποιημένα (ακόμη) κοστολόγια αλλά και να αναδείξουν και τις αδυναμίες ή τα μειονεκτήματα της πρακτικής εφαρμογής καθώς επί παραδείγματι η απόσταση μεταξύ πομπού και δέκτη αλλά και τα απαραίτητα στρώματα υλικών οδοποιίας (σε κάποιες υλοποιήσεις) θεωρητικά επηρεάζουν αυξάνοντας τις απώλειες ενέργειας, μειώνοντας συνακόλουθα την αποδοτικότητα.

Η τυποποίηση των αντίστοιχων κυκλωμάτων και στα ηλεκτροκίνητα οχημάτων θα επιταχύνει τις εξελίξεις και από αυτήν την πλευρά εξασφαλίζοντας οικονομίες κλίμακας στις αυτοκινητοβιομηχανίες και τους προμηθευτές της, ενώ οι χρήστες τεχνολογίας αναμένουν τα νέα υπό τη μορφή app στο έξυπνο τηλέφωνό τους.

Δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες

Στην Ιαπωνία η Obayashi μία από τις μεγαλύτερες κατασκευαστικές εταιρείες της Ιαπωνίας σε συνεργασία με την Denso μία από τις μεγαλύτερες εταιρείες κατασκευής προϊόντων για την αυτοκινητοβιομηχανία δοκιμάζουν ήδη στο Κέντρο Ερευνών της πρώτης ένα μικρό EV επιτυγχάνοντας αρχικά σχεδόν αδιάκοπη κίνηση, έστω και με ταχύτητα της τάξεως των 15 χλμ/ώρα. Πρωταρχικός στόχος η λειτουργική παρουσίαση ενός λεωφορείου χωρίς καλώδια αλλά και χωρίς οδηγό μέχρι το τέλος του 2025.

Η τεχνολογία που έχουν αναπτύξει οι δύο εταιρείες χρησιμοποιεί τσιμέντο ενισχυμένο με ίνες από συνθετικά υλικά κάτω από την άσφαλτο με πηνία σε επαγωγικές διατάξεις όπως και στα οχήματα αλλά οι σχετικές πληροφορίες είναι ακόμη ελάχιστες.

H Denso εντούτοις έχει παρουσιάσει πειραματικά και στο παρελθόν, από το 2014, πρόταση με ανέπαφη φόρτιση σε μπαταρία για την διατήρηση της θερμοκρασίας σε επαγγελματικό όχημα με ψυκτικό θάλαμο κατά την φόρτωση – εκφόρτωση σε χώρους καταστημάτων.

Στην Σουηδία, αντίστοιχες δοκιμές πραγματοποιεί και η Volvo στο Γκέτεμποργκ με τροποποιημένα XC40 Recharge συνεργαζόμενη με την Cabonline εταιρεία που διαχειρίζεται πάνω από 4.000 ταξί στην Σκανδιναβία και με την Momentum.

Η εμπειρία της αμερικάνικης Momentum στα ηλεκτροκίνητα ΜΜΜ θα αξιολογηθεί σε βάθος τριετίας με τα ετήσια στατιστικά χρήσης να προσδιορίζονται στα 100.000 χλμ ανά όχημα, χρήση 12 ωρών την ημέρα και σταθερά σημεία φόρτισης στις πιάτσες των ταξί.

Στις ΗΠΑ η Momentum, ή InductEV όπως λέγεται πλέον, μια εταιρεία με έδρα στην Πενσιλβανία, έχει ήδη από το 2018 εγκαταστήσει στην Πολιτεία της Ουάσινγκτον σε τερματικό σταθμό λεωφορείων της Linktransit σταθμούς ασύρματης φόρτισης ισχύος 200kW αρχικά και 300kW πλέον εξυπηρετώντας 10 οχήματα τύπου K9S κατασκευής BYD.

Τα λεωφορεία αυτά της BYD, στην 2η γενιά τους, προσφέρουν αυτονομία που πλησιάζει τα 350 χιλιόμετρα και μπορούν να μεταφέρουν 32 επιβάτες.

H θέση της InductEV αναφορικά με την αναπόφευκτη σύγκριση με τα ως τώρα δεδομένα της στατικής – ενσύρματης φόρτισης μιλάει για συνολική απόδοση από την πρίζα ως την μπαταρία (grid-to-battery) ανάλογη του χαλκού δηλαδή από 92 έως 94% για επαγωγικές διατάξεις υπό κάποιες τεχνικές προϋποθέσεις όπως είναι η ακριβής στοίχιση των επαγωγικών πλακών σε όχημα και έδαφος και σε απόσταση μικρότερη των 20 εκ.. Σύμφωνα με την εταιρεία οι απώλειες σε ενέργεια λόγω ανάγκης ψύξης αντιμετωπίζονται με την τοποθέτηση πολλών πλακών μικρότερης επιφάνειας και ισχύ 75kW ανά πλάκα με μέγιστη δυναμική στα 6 ζεύγη ήτοι 450kW.

Άλλη μία εταιρεία που συμμετέχει σε αυτόν τον άτυπο αγώνα είναι η Witricity τα Halo της οποίας, όπως ονομάζει τα επαγωγικά κυκλώματα που σχεδιάζει υπόσχονται 90-93% αποδοτικότητα Grid-to-battery. H εταιρεία που ιδρύθηκε έχοντας το επιστημονικό υπόβαθρο ερευνών του ΜΙΤ και την αποκλειστική πρόσβαση στα πνευματικά δικαιώματα που απορρέουν από τις κατοχυρωμένες πατέντες εξασφάλισε πρόσφατα κεφαλαιακή ενίσχυση 25 εκ. ευρώ από την Siemens και προωθεί την τεχνολογία της ασύρματης μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και σε άλλους τομείς δραστηριότητας πέρα από την αυτοκίνηση.

Παρακολουθήστε στο YouTube την ιστορία της Witricity από τα ακαδημαϊκά εργαστήρια του MIT ως την πράξη

Siemens και Mahle, δύο βιομηχανικοί κολοσσοί

H Siemens παράλληλα έχει προχωρήσει σε συνεργασία και με την Mahle από τον κλάδο της Αυτοκινητοβιομηχανίας. Αμφότερες οι εταιρείες διαθέτουν ολοκληρωμένες λύσεις σχεδιασμού, κατασκευής και υποστήριξης υποδομών φόρτισης με τους μέχρι σήμερα συμβατικούς, ενσύρματους, τρόπους και με τις συνέργειες που προκύπτουν στοχεύουν στην από κοινού ανάπτυξη υποδομών και τεχνολογίας με σκοπό να τυποποιήσουν συστήματα επαγωγικής φόρτισης.

H συγχρηματοδότηση από το Γερμανικό Υπουργείο Οικονομικών και Κλιματικής Δράσης (Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action – BMWK) των σχεδίων των δύο εταιρειών για ένα κοινό σύστημα επαγωγικής φόρτισης για όλους τους κατασκευαστές οχημάτων και την κανονικοποίηση μίας μεθόδου υπολογισμού της αποδοτικότητας επαγωγικών συστημάτων αποδεικνύει το πολυεπίπεδο ενδιαφέρον επιστημόνων, βιομηχανίας και κυβερνήσεων.

Στο ίδιο πλαίσιο κινείται και η Electreon, μια εταιρεία με έδρα το Ισραήλ που με διεθνείς συνεργασίες ισχυρίζεται ότι μπορεί να προσεγγίσει την επαγωγική φόρτιση και από την πλευρά των παρόχων ηλεκτρικού ρεύματος και από την πλευρά των καταναλωτών.
Η Electreon που, δεν έχει μείνει στα χαρτιά ως άλλη μία νεοφυής επιχείρηση αλλά, έχει επίσης ήδη περάσει στο στάδιο της πειραματικής υλοποίησης.
Οι προτάσεις της εταιρείας περιλαμβάνουν ιδιωτικές κι εταιρικές εγκαταστάσεις, υποδομές σε δημόσιους χώρους όπως πάρκινγκ μικρής διάρκειας σε αεροδρόμια για ταξί, λεωφορεία και ιδιωτικής χρήσης αυτοκίνητα αλλά και ολοκληρωμένη υποδομή για φόρτιση από τον δρόμο.
Ήδη από τον Οκτώβριο του 2020 η Electreon υπέγραψε ένα Μνημόνιο Κατανόησης – Memorandum of Understanding (MOU) με την εταιρεία Societa di Progetto Brebemi SpA, η οποία διαχείζεται αυτοκινητοδρόμους με διόδια, για να εγκαταστήσει σημεία ασύρματης φόρτισης σε μια σειρά έργων στην Ιταλία. Τον Νοέμβριο του ίδιου έτους εγκαινίασε την πιλοτική διαδρομή δοκιμών «Arena of the Future» στην Μπρέσια η οποία ολοκληρώθηκε τον Δεκέμβριο του 2021 και έκτοτε χρησιμοποιείται για δοκιμές από φορείς και κατασκευαστές.

Η διαδρομή του ενός χιλιομέτρου παρακολουθείται και ελέγχεται μέσω της cloud πλατφόρμας της εταιρείας λαμβάνοντας και μεταδίδοντας σε πραγματικό χρόνο πληροφορίες όπως το επίπεδο φόρτισης των οχημάτων ή το φορτίο που «μεταδίδεται» από τον e-δρόμο. Αξιοσημείωτο είναι ότι έχουν στρωθεί τέσσερα διαφορετικής ποιότητας οδοστρώματα και ενδεικτικό του ρυθμού υλοποίησης μιας αντίστοιχης πρότασης είναι ότι χρειάστηκαν μόλις 2 ημέρες στα συνεργεία τεχνικών της περιοχής μετά από σχετική εκπαίδευση από κλιμάκιο της Electreon. Η Electreon επίσης προμηθεύει και τα εξαρτήματα που δοκιμάζονται σε κάθε λογής οχήματα όπως εν προκειμένω ένα Fiat 500 και το ηλεκτρικό λεωφορείο της Iveco.

Η πρώτη λειτουργική εφαρμογή εξυπηρετεί, από τον Σεπτέμβριο του 2020 τα τοπικά λεωφορεία στην Πανεπιστημιούπολη του Τελ Αβιβ με έναν σταθμό φόρτισης στην αφετηρία αλλά και 700 μέτρα διαδρόμου φόρτισης στο σύνολο των 5 χλμ της κυκλικής διαδρομής.

Ένα ακόμη πεδίο δοκιμών εγκαταστάθηκε στην Καρλσρούη στο κέντρο εκπαίδευσης της EnBW, που θεωρείται πρωτοπόρος στις λύσεις υποδομών φόρτισης στην Γερμανία, εξυπηρετώντας την δημόσια συγκοινωνία στις ώρες αιχμής.

Όπως αναφέρει η ίδια βρίσκεται σε εξέλιξη το πρώτο δημόσιο έργο που αφορά την πόλη Balingen σε συνεργασία με την EnBW, η Electreon θα κατασκευάσει ένα χιλιόμετρο του Electric Road System (ERS) κατά μήκος ενός τμήματος αυτοκινητόδρομου καθώς και δύο σταθμούς που θα υποδειχθούν από τον λειτουργικό σχεδιασμό των δρομολογίων των τοπικών λεωφορείων.

Για να έχουμε μια ένδειξη και των οικονομικών, το μερίδιο της Electreon από το έργο στο Balingen ανέρχεται στα 3,2 εκατομμύρια ευρώ. Το πεδίο δοκιμών αυτό χρησιμοποιείται ως πιλότος για τις κατασκευαστικές απαιτήσεις και για επίδειξη των δυνατοτήτων προς όλους τους ενδιαφερόμενους φορείς.

Αντίστοιχη διάταξη «έξυπνου δρόμου» μήκους 1,65 χλμ λειτουργεί πιλοτικά και στο αεροδρόμιο του Gotland της Σουηδίας για το λεωφορείο που εξυπηρετεί τους επιβάτες και πρόσφατα υπεγράφη συμφωνία ύψους 2 εκατομμυρίων ευρώ για την επέκταση του μήκους της διαδρομής και την συνέχιση των δοκιμών.

Οδηγείτε στον πρώτο δρόμο ασύρματης φόρτισης για φορτηγά και λεωφορεία του κόσμου, γράφει η πινακίδα.

Στην απέναντι πλευρά του Ατλαντικού η Ισραηλινή εταιρεία έχει πάρει προέγκριση από την Πολιτεία του Μίσιγκαν μέσω διαγωνισμού RFP για τον σχεδιασμό, την εγκατάσταση και την πιλοτική λειτουργία διαδρομής ανέπαφης φόρτισης -Electric Road System στο κέντρο του Ντιτρόιτ όπου θα δοκιμάζονται οχήματα κάθε κατηγορίας και ως μέρος των πολυεπίπεδων μελετών σκοπιμότητας, βιωσιμότητας, φόρτου του δικτύου ηλεκτροδότησης, περιβαλλοντολογικής και κυκλοφοριακής επιβάρυνσης με απώτερο τεθέντα στόχο από την πλευρά της πόλης να κινούνται ηλεκτρικά τα οχήματά της έως το 2030. Στην κοινοπραξία συμμετέχουν επίσης οι Next Energy, Ford Motor Co., DTE, Jacobs Engineering Group και η ίδια η πόλη του Ντιτρόιτ, ένδειξη του σφαιρικού ενδιαφέροντος στην πόλη που θεωρείται το κέντρο της Αυτοκινητοβιομηχανίας στις ΗΠΑ.

Οι προοπτικές

Η γιγάντωση της κοινότητας και η πρωτοφανής σύμπνοια κυβερνήσεων, φορέων αλλά και κατασκευαστών στην χρηματοδότηση της έρευνας αφήνει μόνο τους καταναλωτές να ενημερωθούν και να επιλέξουν την βέλτιστη λύση που θα καλύψει τις ανάγκες τους.
Άλλωστε η αγορά, όπως λένε, γνωρίζει καλύτερα!
Στο κοντινό μέλλον αναμένουμε να δούμε ολοκληρωμένες τυποποιημένες τεχνικά προτάσεις σε software και hardware με δυνατότητες προσαρμογής σε κάθε τύπο (και ηλικία) οχήματος προτάσεις όπου η Φόρτιση ως Συνδρομητική Υπηρεσία – Charging as a Service (CaaS) θα προσφέρεται ως μια παραμετροποιήσιμη υπηρεσία που θα καλύπτει και οικονομοτεχνικά τις απαιτήσεις ιδιωτών, εταιρειών μεταφορών, Μέσων ΜΜ και στόλων οχημάτων.

Ως σύνοψη των ανωτέρω, παρακολουθείστε το video που κυκλοφόρησε η Volvo από τις δοκιμές που πραγματοποιεί στο Γκέτεμποργκ.

Ο ΝΕΑΡΟΣ ΚΥΠΡΙΟΣ ΟΔΗΓΟΣ ΠΟΥ ΚΑΝΕΙ ΚΑΡΙΕΡΑ ΣΤΙΣ ΗΠΑ

ΔΕΙΤΕ ΕΔΩ ΤΟ ΑΦΙΕΡΩΜΑ ΣΤΟΝ ΘΡΥΛΙΚΟ SCHUMACHER! | Speedzone Podcast EP22 (video)